fiii 3 mult analogico 2014

7/23/2019 Fiii 3 Mult Analogico 2014

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PRTICA 3: MULTMETRO ANALGICO

NOME MATRCULACURSO TURMA

PROFESSOR DATA

3.1 OBJETIVOS

- Conhecer o multmetro analgico e familiarizar-se com o seu uso.

3.2 MATERIAL

- Fonte de Tenso contnua (regulvel de 0 ...1 !"#- $esistores (%laca com & resistores' resistores em ase de madeira) $1* ++0 ,' $

* 1 , e $+* +'+ ,"- laca com circuito divisor de tenso- Tua com / resistores iguais em srie- ultmetro 2nalgico

- Caos

3.3 FUNDAMENTOS

3esta %rtica ser estudado o funcionamento dos mul!m"#$% &'&l()*+$%.Mul!m"#$%' como saemos' so instrumentos utilizados %ara medidas eltricas. 4m geralo multmetro com%osto %or um $,m!m"#$ (medidor de resist5ncia"' um -$l!m"#$(medidor de diferen6a de %otencial ou voltagem" e um &m"#!m"#$(medidor de correnteeltrica". 7s multmetros analgicos t5m como %rinci%al com%onente um G&l-&'/m"#$(mecanismo com %onteiro' Figura +.1" e %or isso im%ortante entender o seufuncionamento.

Figura +.1. 8alvan9metro.

+


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7 8alvan9metro da Figura +.1' conhecido como galvan9metro d:2nsorval' essencialmente um instrumento indicador de corrente eltrica' no tendo em geral a fun6ode medir sua intensidade' %odendo' entretanto' faz5-lo' se for devidamente graduado.

7 %rinci%io de funcionamento de um 8alvan9metro aseia-se na for6a magntica;ue age sore um condutor %ercorrido %or uma corrente eltrica' ;uando este condutor

est em um cam%o magntico. 3o 8alvan9metro da Figura +.1 o cam%o magntico gerado %elo im (na Figura +.1 esto indicados os %los norte (3" e sul (m %onteiro ligado a uma mola fi=ado ? oina. 3aaus5ncia de corrente eltrica na oina a mola fica na sua %osi6o no-deformada e o%onteiro se %osiciona na %osi6o inicial' ? es;uerda. @uando uma %e;uena correnteeltrica %ercorre a oina' as for6as magnticas ;ue %assam a atuar sore ela %rovocam osurgimento de um inrio ;ue tende a girar o conAunto oina - %onteiro at uma %osi6oonde h e;uilrio entre a for6a magntica e a for6a elstica da mola. 3este %onto o%onteiro indicar numa escala calirada' a intensidade da corrente eltrica. Bnterrom%endo-se a corrente eltrica' as for6as magnticas dei=am de atuar e a mola restitui o conAunto

oina - %onteiro ? %osi6o inicial.7D4T$7

7 7hmmetro usado %ara medir diretamente resist5ncias. Consiste num8alvan9metro d:2rsonval (re%resentado %ela resist5ncia $8"' uma resist5ncia fi=a $' umaresist5ncia de aAuste r (varivel"' e uma fonte de tenso E (%ilha"' ligados conforme ocircuito da Figura +..

Figura +.. 7hmmetro - %rinci%ais elementos) galvan9metro' resist5ncia de aAuste #' fonteinterna de tenso E0resist5ncia fi=a R0 e terminais %ositivo (E" e negativo (-".

igando-se os terminais do medidor ?s e=tremidades de um resistor desconhecidoRx' do ;ual ;ueremos medir a resist5ncia' fecharemos o circuito' conforme a%resentado na

G


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Figura +.+# circular ento' uma correnteI;ue defletir a oina mvel do galvan9metro'fazendo o %onteiro marcar um valor sore a escala. 7 valor deIser)

TotalR

EI= (+.1"

ou seAa'

xG RRrR

EI

+++

= (+."

Figura +.+. 7hmmetro em o%era6o.

7serve ;ue R' r' e RG so resist5ncias internas ao medidor. 7 valor de r aAustvel' %ara ;ue se otenha 0(zero)Ohms' ;uando os terminais so curto-circuitados.!amos chamar este valor %articular de rde r(0). 2gora' curto-circuitando os terminais doohmmetro Figura +.G' isto ' fazendoRx = 0' %odemos reescrever (+." como)

intR

E

II G == (+.+"

Figura +.G. 7hmmetro curto-circuitado.

IG a m=ima corrente a circular %elo galvan9metro' tamm chamada corrente deconsumo do galvan9metro. Chamando a resist5ncia interna de Rint,temosRint = (R + r(0)+ RG). Ha e;ua6o (+.+" %odemos reescrever)

/


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intRIE

G= (+.G"

logo a e;ua6o (+." %ode ser reescrita como)

x

G

RR

RII

+=

int

int (+./"

o ;ue resulta na seguinte e=%resso)

= 1intI

IRR G

x

(+.I"

4sta Jltima e=%resso indica ;ue a grandeza a ser medida Rx e a correnteI ;uedeflete a oina mvel do galvan9metro so inversamente %ro%orcionais. Heste modo os valores naescala de resist5ncias no multmetro decrescem com o aumento do Kngulo ;ue o %onteiro faz com a%osi6o de re%ouso.

!7TD4T$7

Figura +./. !oltmetro (um galvan9metro em srie com um resistor $"

7 !oltmetro aseado no galvan9metro d:2rsonval consiste no galvan9metro em srie comum resistor RM. (Figura +./". 2 fun6o do resistor limitar a corrente %elo circuito. @uandoescolhemos um valor de fundo de escala V ( o valor do !ndo de es"ala V re#resenta a tens$om%xima &!e #ode ser medida nesta es"ala)' ento a corrente m=ima %elo voltmetro dada %or)

GM

G

RR

VI

+= (+.&"

4sta corrente ser a corrente de consumo do galvan9metro. Heste modo' dado um galvan9metro'isto ' conhecidosRGeIG' %ossvel atravs de (+.&" determinar o valor deRMnecessrio %ara umdado fundo de escala do voltmetro. 2 resist5ncia total do voltmetro )

$!* $ E$g. (+.L"

I


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3a maioria dos casos comoRG des%rezvel em com%ara6o aRMteremos)

$!* $ (+.M"

2 resist5ncia de um voltmetro ideal infinita' %orm na %rtica necessrio se conhecer o valor

deRV' em como a sua influ5ncia sore a medi6o realizada.

Figura +.I. !oltmetro medindo a tenso sore o elemento $. 7serve ;ue o terminal (E" dovoltmetro deve ser ligado a um %onto de maior %otencial eltrico do ;ue o terminal (-"# casocontrrio o %onteiro tender a defletir no sentido inverso com risco de danificar o instrumento.

24$D4T$7

Figura +.&. $e%resenta6o es;uemtica de um am%ermetro sim%les.

7 galvan9metro d:2nsonval no ;ual o am%ermetro CC (corrente contnua" aseado' ' %or si s' um instrumento indicador de corrente eltrica' ca%az de medir suaintensidade se devidamente graduado. 3a Figura +.& temos a re%resenta6o es;uemticado am%ermetro da ancada %ara a menor escala de corrente' /02 (/02 a corrente de%lena escala' B8 ' %ara este galvan9metro". 3esta escala a corrente a ser medida %assadiretamente %ela oina mvel do galvan9metro cuAa resist5ncia $8. 4ntretanto' fazendo uso

&


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somente deste galvan9metro estaremos limitados a medir correntes de at /02. ara se oteroutras escalas necessrio ligar um resistor (resistor shunt" em %aralelo com o galvan9metro'Figura +.L. 2 fun6o do resistor ma vez conhecido o galvan9metro ($8e B8"' o resistor shunt determinado %or)

"(G

GG

'

II

RIR

= (+.10"

7serve ;ue o %roduto (B8$8" tem dimenso de !olts e igual ? d.d.%. nos terminais doam%ermetro ;uando %assa %elo mesmo a corrente de %lena escala. 4sta %ro%riedade ser Jtil %arase determinar as resist5ncias do am%ermetro nas diversas escalas. 3a Figura +.L temos umdiagrama mais com%leto do am%ermetro mostrando as resist5ncias shunts %ara as diversas escalas.2 escala de menor corrente' /02' no %ossui resist5ncia em %aralelo. 3esta escala a corrente a sermedida %assa %ela oina mvel ;ue a%resenta um valor de resist5ncia igual a $8.

Figura +.L. $e%resenta6o es;uemtica de um am%ermetro onde so mostradas as diversasresist5ncias shunts.

N im%ortante o conhecimento de $2(resist5ncia do am%ermetro" uma vez ;ue ela influi na%reciso da medida. ara a escala de /02' como A dissemos' a resist5ncia do am%ermetro a%r%ria resist5ncia do galvan9metro)

$2* $8 (+.11"

ara as demais escalas temos um resistor shunt' $


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Hescreva' ;uantitativamente' como um galvan9metro de 0 a /0 2 e com G00 de resist5ncia %ode ser usado como)(a" >m am%ermetro de 0 a / 2#(" >m voltmetro de 0 a +0 !.

3.4 PROCEDIMENTOS

PROCEDIMENTO 1: M"5*5&% 5" R"%*%6'+*&.

3esta %rtica descreveremos como %roceder %ara medir resist5ncia' tenso e correnteeltrica usando um multmetro analgico da marca ini%a' modelo 4T-02. ultmetros demodelos diferentes so e;uivalentes. 2%rendendo a usar um' saeremos como usar ;ual;uer outromodelo. Bnicialmente iremos estudar a fun6o ohmmetro. 3o multmetro ini%a' modelo 4T-02 %odemos notar no canto inferior es;uerdo' Figura +.M' uma regio onde esto indicadas asdiversas escalas do ohmmetro) P1' P10' P100' P1Q e P10Q.

Figura +.M. 4scalas do ohmmetro.

2ntes de fazermos uma medida' devemos escolher uma das escalas mencionadas e emseguida fazer o &7u%" 5" 8"#$' %ara tanto' curto-circuitamos as %ontas de %rova' Figura +.G.Fazendo isso o %onteiro se deslocar %ara a direita. 7serve o mostrador do multmetro' Figura+. veAa ;ue ele a%resenta uma escala su%erior' indicada %elo smolo ' com o zero ? direita ecresce da direita %ara a es;uerda. 7serve tamm ;ue a escala no linear' %ortanto cada divisoda escala no re%resenta o mesmo valor. 4sta escala usada %ara as medidas de resist5ncias. ma escala mais a%ro%riada do ;ue outra ;uando o

M


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%onteiro fica mais ao centro. 4m geral devemos escolher uma escala de modo ;ue o %onteiro sesitue no "#9$ m5*$do mostrador' Figura +.10.

Figura +.10. Ter6o mdio do mostrador.

4P47 H4 4BT>$2) edida de resist5ncia.

Figura +.11. 4=em%lo de leitura de resist5ncia.

3a Figura +.11 o %onteiro est entre 1+ e 1G' digamos 1+'&.


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e" Cuide %ara ;ue haAa um om contato entre as %ontas de %rova e os terminais do resistor.f" Hurante a medida no to;ue nas %artes metlicas das %ontas de %rova %ois a resist5ncia do seu

cor%o %oder influenciar na medida.

1.1 2note as escalas do ohmmetro fornecido.

1. 2note na Taela +.1 os valores nominais das resist5ncias.1.+ e6a com o 7hmmetro 2nalgico os valores das resist5ncias e anote na Taela +.1. 2notetamm a escala utilizada do ohmmetro em cada caso.1.G Hetermine o erro %ercentual da medida em rela6o ao valor nominal.

Taela +.1. !alores medidos de resist5ncia e determina6o do erro.

$ $nominal $medido 4scala 4rro (U"1+G/I&

PROCEDIMENTO 2: M"5*5&% 5" T"'%=$.

3o multmetro da ancada %odemos notar no lado direito (Figura +.1" uma regio

indicada %elas letras HC! (do ingl5s) HC Sdirect current ;ue significa corrente contnua e ! devoltagem" onde se encontram as diversas escalas do voltmetro) 1000!' /0!' /0!' 10!' ./!'0./! e 0.1!. Tamm' em vermelho no lado es;uerdo %osi6o su%erior' %odemos ver as escalas2C! (do ingl5s) 2C Salternating current ;ue significa corrente alternada e ! de voltagem"' ;ueso as G escalas %ara medidas de voltagens alternadas) 1000!' /0!' /0! e 10!. Tanto nas escalasHC como nas 2C' a escala de 10! %ermite medir voltagens de at 10!' a de /0! %ermite medirvoltagens de at /0! e assim %or diante.

Figura +.1. 4scalas do multmetro.

+1


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2ntes de fazermos uma medida' devemos escolher uma das escalas mencionadas.


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Figura +.1G. 4=em%lo de leitura de tenso.


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. 2Auste a fonte de tenso em 10 !. 4scolha uma escala a%ro%riada no !oltmetro e verifi;ue como mesmo se a sada da fonte est regulada e=atamente em 10 !# aAuste se necessrio..+ Fa6a as cone=Ves como indicado na Figura +.1/. 2 tenso da fonte ser sudividida%ro%orcionalmente aos valores das resist5ncias..G e6a as tensVes entre os %ontos do circuito' como indicado na Taela +.. 2note o valormedido e a escala utilizada do !oltmetro.

Figura +.1/. Circuito %ara o rocedimento .

Taela +.. edidas de tenso.

4HBH2< H4 T43


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odemos notar no lado inferior es;uerdo das escalas' Figura +.1' uma regio indicada%elas letras HCm2' significando corrente contnua em miliam%eres. se encontram as diversasescalas do am%ermetro) /0X2 (cin;Yenta microam%eres' 1X2*10-I 2"' ./m2' /m2' etc.7serve ;ue o multmetro no tem escalas %ara medidas de corrente alternada. 2 escala de /0X2%ermite medidas de correntes ai=ssimas' de at /0X2. 2 escala de ./' a%ro%riada %ara medidasde correntes maiores do ;ue /0X2 e menores do ;ue '/m2 e assim %or diante. 2ntes de fazermos

uma medida' devemos escolher uma das escalas mencionadas. 5&'*?*+&5$.

ara fazer contato entre o voltmetro e a fonte de tenso ou o elemento sore o ;ual;ueremos determinar a corrente' devemos conectar a %onta de %rova %reta (cao %reto" ao terminalS-COM (negativo" e a %onta de %rova vermelha(cao vermelho" ao terminal S


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e" ara medir uma C7$$43T4' voc5 deve escolher uma escala na ;ual o valor medido selocalize' sem%re ;ue %ossvel' no ter6o mdio da mesma. *m& &"'9=$ & NO l*) $ &m"#!m"#$ & um& ?$'" 5" "'%=$.

4=em%lo de medida)

!amos su%or ;ue antes de fazer uma medida tenhamos selecionado a escala /0X2 e ;ue o%onteiro tenha indicado a %osi6o mostrada na Figura +.1&. !emos ;ue o %onteiro indica na escala

de 0 a /0 o valor +0' assim a corrente medida de +0X2 (+0=10 -I2".


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+.+ onte o circuito da figura +.1L. Fi=e a fonte de tenso em 10 !. !erifi;ue com o!7TD4T$7.

Figura +.1L. Circuito %ara o rocedimento +..

+.G e6a as correntes em $1' $ e $+e anote na Taela +.G. Fa6a um es;uema das liga6Ves doam%ermetro no circuito em cada caso.

Taela +.G. edidas de corrente eltrica.4s;uema da liga6o do am%ermetro ao circuito B ([2"

+./ onte o circuito da Figura +.1M. 2Auste a fonte em 10!. ance os resultados na Taela +./.

+&


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Figura +.1M. Circuito %ara estudo da corrente em fun6o da resist5ncia.

Taela +./. Corrente vs resist5ncia.

3. UESTIONRIO

1- 2ai=o temos ilustrado o mostrador de um multmetro analgico t%ico. Fa6a a leituraindicada %ela %osi6o do %onteiro considerando cada uma das escolhas %ossveis da chave

seletora indicada na taela.

osi6o da chave seletora eitura eunidade7hmmetro P17hmmetro P107hmmetro P1007hmmetro P1,7hmmetro P10,!oltmetro (HC!" 0.1

R"%*%$#"% I A RMEDIDO R1

R1


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!oltmetro (HC!" 0./!oltmetro (HC!" ./!oltmetro (HC!" 10!oltmetro (HC!" /0!oltmetro (HC!" /0

!oltmetro (HC!" 10002m%ermetro (HCm2" /0X22m%ermetro (HCm2" ./2m%ermetro (HCm2" /2m%ermetro (HCm2" /0

- His%ondo de um galvan9metro de 0 a 100 2 e / Qde resist5ncia' como o mesmo %odeser convertido em um am%ermetro %ara leituras no intervalo de 0 a /00 m2\

+- Considere ;ue no circuito a%resentado na figura aai=o' 4 * 10!' $1* ' $* Le$+* ++,. Hetermine a corrente em cada resist5ncia.

+- Construa o grfico de B versus $ com os dados otidos no rocedimento +./.

+M


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